专利名称:具有两路进料系统的渣油焦化工艺的制作方法
本发明属于延迟焦化工艺的改进方法。
延迟焦化工艺在石油加工中已广泛应用。该工艺是使渣油加热转化成气体、不同馏份的液体和焦炭，即使低值渣油转化为高值的液体产品，并同时生产一些有用的副产品-气体和焦炭。
延迟焦化工艺的主要设备为加热炉、焦炭塔、分馏塔和相应的除焦、储运等机械设施，其基本流程原料油经换热器和加热炉对流段预热后，先进入分馏塔底，与来自焦炭塔顶的焦化油气在分馏塔内换热，一方面把原料中的轻质油分馏出来，同时又加热了原料。在分馏塔底原料油与重馏分油混合后泵入加热炉辐射段，加热至焦化反应所需温度，进入焦炭塔进行焦化反应，生成的焦炭累积在焦炭塔内，一般24小时后切换至另一焦炭塔继续焦化。生成的焦化油气从焦炭塔顶逸出进入分馏塔下部与原料油换热后，经分馏得到气体、汽油、柴油和蜡油引出装置，不易气化的重馏份油与原料油混合后进行循环(见HowDelayedCoking Works”，Hydrocarbon Processing，July 1971，PP87)。
由于冶金工业的超高功率冶炼技术得到发展，对优质针状焦的需求日益增长，因此利用延迟焦化生产优质焦的新技术不断出现。美国专利2775549及2922755详细描述了生产电极用优质焦的制造方法。美国专利3472761提出一套延迟焦化-热裂化联合装置生产两种等级石油焦的工艺方法，即以常规延迟焦化生产普通焦，生成的蜡油作热裂化原料，而热裂化渣油供延迟焦化生产优质焦。
美 美国专利3759822和4066532介绍了用乙烯渣油和热裂化渣油混合、煤焦油和催化裂化澄清油混合作优质焦原料的技术;美国专利4130475和4177133提出用常压渣油和用减粘裂化闪蒸的馏出油作优质焦原料的方法;美国专利4176046和欧洲专利83143介绍用加氢澄清油(Hydrotreated Decant Oil)和供氢剂(Hydrogen Donor)作为生产优质焦的原料。这些技术的改进和提高，主要是选择合适的原料油或对原料油进行预处理，使之含有较多的芳烃，以适合生产优质焦的要要，但未能扩大优质焦的原料来源。实际上，炼油厂中优质焦的原料是不能满足延迟焦化装置的处理量的需要，只能靠储存的办法时而生产优质焦，时而生产普通焦的阶段式生产。
为了提高液体收率，对延迟焦化的循环方式也有了不少改进，美国专利4455219介绍了混入一部分焦化柴油馏份到原料中，以降低焦炭收率，增加液体收率。在美国专利4492625和4501654中，提出把原料分成两部分一部分进入分馏塔底按常规循环;另一部分直接进入加热炉辐射段，这样可以降低循环比(即循环油/原料油)，提高液体收率。在美国专利4518487中，提出进一步改进进料方式，即以焦化轻柴油完全代替重馏分油进行循环，可以增加液体收率5%。
本发明的目的是提出一种既能提高液体收率，又能生产优质焦，而且可以在优质焦原料油供应不足的情况下长期连续生产优质焦的方法。
本发明的主要设备与常规的延迟焦化基本相同，包括两台加热炉、四座焦炭塔和一座共用的分馏塔。本发明的特征在于采用了不同的进料方式和循环方式，即采用包括重馏份油循环和不循环的主、副进料的联合系统。
主进料系统原料经换热后直接送入一个加热炉加热，然后进入生产普通焦的焦炭塔进行焦化反应，反应后的焦化油气由焦炭塔顶进入分馏塔。
副进料系统原料经换热后进入分馏塔下部，与分馏塔中的重馏份油混合后由分馏塔底进入另一个加热炉辐射段加热，再进入生产优质焦的焦炭塔，反应生成的焦化油气也进入与主进料系统共用的分馏塔。因此主进料系统无重馏份油循环，而主、副进料系统反应物的重馏份油都在副进料系统中循环。
本发明的副进料系统生产优质焦时，原料油与分馏塔底的重馏份油混合后在加热炉辐射段经430～510℃变温加热，并在490～510℃温度下保持5～8小时，使焦炭塔中焦炭结晶长大生成优质焦。在常规的延迟焦化装置上，这样变温操作使得分馏塔的热量和温度随之变化，在低温时容易造成操作不稳，发生汽油泵和柴油泵抽空现象。本发明可由不变温操作的主进料系统加以弥补而避免。
在没有优质焦原料或不需要生产优质焦的炼油厂中，如果需要提高处理量和增加液体收率，则本发明的主、副进料系统都以减压渣油为原料，改为0.1～0.3小循环比操作，可多生产蜡油;在催化裂化、热裂化等二次加工能力不足的情况下，可改为0.4～1.0循环比操作，即可达到多生产中间馏份油的效果。
附图为本发明的流程图。图中1、2为加热炉;3、4为焦炭塔;5为分馏塔。下面结合附图按生产优质焦，多产蜡油，多产中间馏份油三个不同目的来详细描述。
1.生产优质焦时，主进料系统原料由管线6、换热器7进入加热炉1的对流段，升温至300～350℃后进入缓冲罐8，再从罐底经管线9进入加热炉1的辐射段升温至490～510℃后，经管线10进入焦炭塔3中的一个塔进行焦化反应，其操作条件(按60万吨/年装置)流量为50～60吨/小时，温度490～510℃，压力98～245KPa，充焦时间16～28小时。反应生成的普通焦炭沉积在焦炭塔内，焦化油气经管线11进入分馏塔5分馏成气体、汽油、柴油和蜡油，一部分重馏分油冷凝在分馏塔底与副进料系统原料油混合。
副进料系统原料经管线12进入加热炉2的对流段，升温至250～300℃后进入分馏塔5底部与重馏分油混合，再从塔底抽出经管线13进入加热炉2的辐射段，经430～510℃的变温加热后进入焦炭塔4中的一个塔进行焦化反应，其流量为50～60吨/小时，压力98～245KPa，充焦时间24～48小时。生成的优质焦沉积在焦炭塔内，焦化油气经管线11进入分馏塔5，和主进料系统的油气一起分馏成气体、汽油、柴油和蜡油，一部分重馏分油也与本系统原料油混合后循环使用。
所述的原料油，主进料系统为比重0.90～0.98、残炭为7～18%的减压渣油，副进料系统包括热裂化渣油、催化裂化澄清油、乙烯渣油和糠醛抽出油等高芳烃油料或其中几种油料的混合原料，其比重为0.85～1.2，芳烃/胶质含量为3～5，硫含量小于0.5%，重金属钒和镍均小于10PPm;重馏份油循环比为0.2～0.7。
充焦后的焦炭塔按常规延迟焦化工艺的水力除焦法进行除焦。副进料系统的焦炭塔生成的优质焦经1300℃煆烧，挥发分降至0.5%以下后即为优质的商品焦，商业上又称针状焦。这类焦具有高密度、高结晶度、高石墨化度、低杂质、低热膨胀系数等优点。
2.多生产大于350℃的蜡油时，与生产优质焦的区别在于(1)副进料系统的原料也为减压渣油;(2)加热炉2不需要变温加热，加热温度为490～510℃;(3)副进料系统的焦炭塔4生成的焦炭为普通焦;(4)必须多抽蜡油，最大限度地提高分馏塔底温度达390-400℃;(5)重馏分油循环比为0.1～0.3。这样可以提高处理量，多生产蜡油或增加液体收率4～5%(对焦化原料油)。
3.多生产140～350℃中间馏分油时，其原料、方法与多产蜡油相同，区别在于少出蜡油，使分馏塔底温度降至340～390℃，循环比增至0.4～1.0，这样中间馏分油收率可达40～45%，柴油/汽油为2～2.5。
本发明的优点1.当生产优质焦原料油不足时(如7～15万吨/年)，也可用大型装置(如60万吨/年)长期连续生产。
2.由于主进料系统的重馏分油在生产优质焦的副进料系统循环，从而扩大优质焦的原料。
3.本发明的循环比可小至0.1(常规延迟焦化循环比仅能降至0.25)，从而增加更多的液体收率，提高处理量，而且没有分馏塔底温度过高造成结焦的危险。
4.本发明具有较大的灵活性。根据原料油的情况和所需的目的产物，可以同时生产针状焦和普通焦，也可以多生产蜡油或中间馏分油。例如循环比增加至0.4～1.0，中间馏分油收率可达40～45%。
下面进一步用实施例具体地说明本发明特点实施例1该实例的目的生产优质焦。所用的原料油，主进料系统为大于500℃减压渣油，副进料系统为大于350℃热裂化渣油，主进料量/副进料量为54.2/16.7，循环比0.53。原料油的主要性质、装置操作条件及产品收率、优质焦的性能见表1。
由表1看出，副进料系统采用430～510℃变温加热，可得到8.6%优质焦，8.6%的普通焦。
实施例2该实例目的是多生产蜡油。所用的原料油，主、副进料系统均为大于500℃减压渣油，主进料/副进料量为59.6/41.7，循环比0.18。原料油的主要性质、装置操作条件以及产品情况见表2。由表2看出，本发明的液体收率为69.0%，其中蜡油收率为25.4%;而常规延迟焦化的液体收率为65.1%，其中蜡油收率为20.5%。
实施例3该实例的目的多生产中间馏份油。所用的原料油均为大于500℃减压渣油，主进料量/副进料量为59.6/23.8，循环比为0.43，其他操作条件同实例2。原料油的主要性质、产品收率见表3。
由表3看出，本发明的汽油产率为19.1%，柴油收率40.2%柴油/汽油为2.105。同样条件下的常规延迟焦化，仅能得到汽油17.1%，柴油31.5%，柴油/汽油为1.842。同时，本发明的气体和普通焦的产率也比常规延迟焦化有所降低。
权利要求
1.一种包括加热炉、焦炭塔、分馏塔设备的渣油延迟焦化工艺的改进方法，其特征在于包括重馏分油循环和不循环的主、副进料的联合系统，所述的主进料系统a、原料油经加热炉1对流段预热至300～350℃；b、预热的原料油先进缓冲罐8，再入加热炉1辐射段加热至焦化温度490～510℃；c、受热的原料油入焦炭塔3，在焦化条件下焦化，生成普通焦和气相产物；d、气相产物进入分馏塔5分馏；e、分馏塔底重馏分油与副进料系统的原料油混合；所述的副料进系统a、原料油经加热炉2对流段预热后进入与主进料系统共用的分馏塔5底部的重馏分油混合；b、混合物进入加热炉2辐射段加热至430～510℃；c、受热的混合物进入焦炭塔4，在焦化条件下进行焦化反应，生成优质焦或普通焦以及气相产物；d、气相产物进入与主进料系统共用的分馏塔5进行分馏；e、分馏塔底重馏分油在(a)步与原料油混合。
2.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于副进料系统焦炭塔4生产优质焦时，混合的原料油和循环油在加热炉2辐射段经430～510℃变温加热，在490～510℃保持5～8小时。
3.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于副进料系统焦炭塔4生产普通焦时，混合的原料油和循环油在加热炉2辐射段加热490～510℃。
4.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于多生产蜡油时的主、副进料系统的原料油为残炭7～18%的减压渣油。
5.按照权利要求
1或4所述的方法，其特征在于多生产蜡油时的重馏分油循环比为0.1～0.3。
6.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于多生产中间馏分油时的主、副进料的原料为残炭7～18%的减压渣油。
7.按照权利要求
1或6所述的方法，其特征在于多生产中间馏分油时的重馏分油循环比为0.4～1.0。
专利摘要
本发明属于延迟焦化工艺的改进方法。其特征在于采用重馏份油循环和不循环相结合工艺，分主进料和副进料两个系统。共用的分馏塔底重馏份油均在副进料系统循环，当多产蜡油时，循环比为0.1～0.3；多产中间馏份油时，循环比为0.4～1.0。本发明优点在于能够根据原料油的情况，在一定的操作条件下，灵活地生产优质焦，多产蜡油或中间馏份油，特别是在生产优质焦的原料不足的情况下，能连续长期地生产优质焦。
文档编号C10B55/00GK87102308SQ87102308
公开日1988年10月12日 申请日期1987年3月28日
发明者谢继玄 申请人:中国石油化工总公司石油化工科学研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan